LNH-2007-153116 Nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc lâm phần làm cơ sở bảo vệ và phát triển rừng tại Khu bảo tồn thiên nhiên Hoàng Liên - Văn Bàn, tỉnh Lào Cai

Chia sẻ: Tri Lễ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:104

Thêm vào BST

Báo xấu

16
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Dựa trên cơ sở kết quả nghiên cứu, đề tài sẽ đề xuất một số giải pháp điều tra, thống kê nhằm bảo vệ và phát triển tầng cây gỗ, nâng cao tính ổn định của hệ sinh thái rừng tự nhiên và bảo tồn nguồn gen tại Khu bảo tồn thiên nhiên Hoàng Liên - Văn Bàn

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: LNH-2007-153116 Nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc lâm phần làm cơ sở bảo vệ và phát triển rừng tại Khu bảo tồn thiên nhiên Hoàng Liên - Văn Bàn, tỉnh Lào Cai

Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o Bé N«ng nghiÖp vµ PTNT Trêng ®¹i häc l©m nghiÖp NguyÔn Duy ThÞnh Nghiªn cøu mét sè ®Æc ®iÓm cÊu tróc rõng lµm c¬ së b¶o vÖ vµ ph¸t triÓn rõng t¹i khu b¶o tån thiªn nhiªn Hoµng Liªn V¨n bµn - lµo cai LuËn v¨n th¹c sü khoa häc l©m nghiÖp Hµ T©y, n¨m 2007
Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o Bé N«ng nghiÖp vµ PTNT Trêng ®¹i häc l©m nghiÖp NguyÔn Duy ThÞnh Nghiªn cøu mét sè ®Æc ®iÓm cÊu tróc rõng lµm c¬ së b¶o vÖ vµ ph¸t triÓn rõng t¹i khu b¶o tån thiªn nhiªn Hoµng Liªn V¨n bµn - lµo cai Chuyên ngành: Lâm học Mã số: 60.62.60 LuËn v¨n th¹c sü khoa häc l©m nghiÖp NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. Phạm Ngọc Giao Hµ T©y, năm 2007 Hµ T©y, n¨m 2007
1 ĐẶT VẤN ĐỀ Rừng là yếu tố của môi trường, giữ vai trò quan trọng không gì thay thế được đối với việc phòng hộ, duy trì cân bằng sinh thái, bảo vệ tính đa dạng sinh học, bảo tồn nguồn gen, bảo vệ môi trường sống, cung cấp nhiều loại lâm sản... phục vụ các nhu cầu của con người. Nước ta là một nước giàu tài nguyên rừng, thành phần động, thực vật rừng cũng rất đa dạng, phong phú. Rừng tự nhiên nước ta đã thể hiện những đặc trưng của rừng mưa nhiệt đới, phần lớn là rừng thường xanh, kín tán, nhiều tầng, hỗn giao nhiều loài cây với các loài cây gỗ chiếm ưu thế, sinh trưởng và tái sinh liên tục. Song do sức ép của sự tăng dân số, nhu cầu của cuộc sống… nên sức ép vào rừng ngày càng tăng, Chính vì vậy, diện tích có rừng của toàn cầu nói chung và của nước ta hiện nay càng bị suy giảm. Nếu như trước năm 1945 độ che phủ rừng chiếm 43% diện tích đất đai, đến năm 2005 diện tích rừng cả nước hiện có là 12.616.700 ha, độ che phủ đạt 37% (Quyết định số 1970/QĐ/BNN-KL, ngày 06/7/2006 của Bộ Nông nghiệp và PTNT, Về việc công bố hiện trạng rừng toàn quốc năm 2005) Trong hơn 60 năm qua, xu thế mất rừng đã diễn ra liên tục trên phạm vi cả nước ta với mức độ khác nhau. Đặc biệt ở hai tỉnh Sơn La, Lai Châu độ che phủ của rừng có lúc chỉ còn 8-9% (Lâm nghiệp Việt Nam 1945-2000) Diện tích rừng bị mất làm cho chất lượng rừng bị suy giảm cả về tổ thành các loài cây quý hiếm có giá trị cũng như tổng trữ lượng gỗ của rừng. Ngoài ra, nạn mất rừng diễn ra liên tục trong nhiều thập kỷ qua đã làm cho nhiều khu rừng lớn bị chia cắt thành từng mảnh rừng nhỏ hoặc bị khai thác quá mức làm mất cấu trúc rừng, hoặc cấu trúc của rừng đã biến đổi theo chiều hướng xấu. Việc mất rừng không chỉ làm cho diện tích đất trống đồi núi trọc
2 tăng lên, làm suy giảm tính đa dạng sinh học, mà còn ảnh hưởng nghiêm trọng đến cuộc sống của người dân trên mọi miền đất nước như: Thiếu nước sản xuất, khí hậu biến đổi, hạn hán, lũ lụt thường xuyên xảy ra. Việc phá rừng làm nương rẫy đã làm cho một số loài thực vật, động vật có nguy cơ bị tuyệt chủng. Trước tình hình đó Đảng và Nhà nước ta đã và đang thực hiện một số chủ trương, chính sách và biện pháp nhằm bảo vệ và phát triển rừng vì lợi ích của cộng đồng. Ngày 03 tháng 12 năm 2004, tại kỳ họp thứ 6, Quốc hội nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam khóa XI đã thông qua Luật bảo vệ và phát triển rừng, với 8 chương, 88 điều. Trước đó, Thủ tướng Chính phủ đã ban hành Quyết định số 245/1998/QĐ-TTg, ngày 21/12/1998 về thực hiện trách nhiệm quản lý Nhà nước của các cấp về rừng và đất lâm nghiệp; Quyết định số 186/2006/QĐ-TTg, ngày 14 tháng 8 năm 2006 của Thủ tướng Chính phủ về việc ban hành Quy chế quản lý rừng; Quyết định số 192/2003/QĐ- TTg ngày 17/9/2003 về việc phê duyệt chiến lược hệ thống quản lý Khu bảo tồn thiên nhiên Việt Nam đến năm 2010, với mục tiêu bảo tồn đa dạng sinh học và bảo tồn nguồn gen của các loài động vật, thực vật quý hiếm trước nguy cơ bị tuyệt chủng. Một vấn đề đặt ra làm thế nào để quản lý được các khu bảo tồn thiên nhiên đó một cách tốt nhất. Để có thể có biện pháp quản lý, bảo vệ và tác động cho lâm phần phát triển theo hướng có lợi thì việc tìm hiểu các đặc trưng cấu trúc của lâm phần là quan trọng nhất, nếu đã nắm được các quy luật về cấu trúc lâm phần thì việc đề ra các biện pháp quản lý, bảo vệ và tác động là có cơ sở và kịp thời, hợp lý, đảm bảo sự phát triển của lâm phần, phục vụ cho con người và cho nghiên cứu khoa học một cách hiệu quả. Việc định lượng các quy luật cấu trúc rừng để từ đó làm cơ sở xây dựng cấu trúc tối ưu, đề xuất các biện pháp kỹ thuật tác động vào rừng là việc làm quan trọng và cấp bách. “Tận dụng tối đa tiềm năng của điều kiện lập địa có sự kết hợp hài hòa giữa các nhân tố cấu trúc để tạo ra một quần thể rừng có
3 sản lượng, tính ổn định, chức năng phòng hộ cao nhất nhằm đáp ứng được mục tiêu kinh doanh” (Phùng Ngọc Lan, 1986). Khu bảo tồn thiên nhiên Hoàng Liên thuộc huyện Văn Bàn tỉnh Lào Cai, được thành lập theo Quyết định số 702/QĐ-UBND, ngày 27/3/2007 của UBND tỉnh Lào Cai, với nhiệm vụ chính: Quản lý bảo vệ tài nguyên thiên nhiên trong khu bảo tồn; khôi phục và bảo tồn nguyên vẹn các hệ sinh thái, bảo tồn tính đa dạng sinh học, các mẫu chuẩn hệ sinh thái trên núi cao, nguồn gen động, thực vật rừng đặc hữu và quý hiếm; Tổ chức nghiên cứu và phục vụ cho công tác nghiên cứu khoa học khu hệ thực vật rừng, khu hệ động vật rừng… Khu bảo tồn thiên nhiên Hoàng Liên - Văn Bàn có diện tích tự nhiên là 25.669 ha. Diện tích đất có rừng: 23.476,89 ha, chiếm 91,5% diện tích Khu bảo tồn. Trong đó: diện tích rừng tự nhiên là 23.321,99 ha, chiếm 90,9% diện tích Khu bảo tồn. Nghiên cứu những đặc điểm của tài nguyên thực vật rừng để có cơ sở khoa học xây dựng các chương trình, quản lý, bảo vệ, phát triển tài nguyên rừng là công việc cần thiết phải tiến hành. Xuất phát từ thực tế đó, kết hợp với kiến thức đã học tập ở nhà trường và với sự giúp đỡ của các Thầy, Cô giáo, chúng tôi đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc lâm phần làm cơ sở bảo vệ và phát triển rừng tại Khu bảo tồn thiên nhiên Hoàng Liên - Văn Bàn, tỉnh Lào Cai”. Kết quả nghiên cứu sẽ là cơ sở đề xuất các biện pháp nhằm bảo vệ và phát triển bền vững tài nguyên rừng tại Khu bảo tồn thiên nhiên Hoàng Liên, huyện Văn Bàn, tỉnh Lào Cai.
4 Chương 1 TỔNG QUAN VẾN ĐỀ NGHIÊN CỨU Ở Việt Nam cũng như trên thế giới, ngay từ những năm đầu của thế kỷ XX, các nhà khoa học đã cố gắng khắc phục những khó khăn để đi sâu nghiên cứu, tìm hiểu cấu trúc rừng nhằm phục vụ cho sản xuất kinh doanh và đời sống của con người. Đặc biệt trong những năm gần đây vấn đề này được các nhà khoa học quan tâm, nhằm xây dựng cơ sở khoa học cho việc quản lý kinh doanh rừng đạt hiệu quả về kinh tế lẫn môi trường. Những nghiên cứu về cấu trúc rừng đã phát triển từ thấp đến cao, từ chỗ nghiên cứu chủ yếu là mô tả, định tính dần phát triển sang những nghiên cứu định lượng đã mở ra hướng phát triển mới trong nghiên cứu lâm sinh học hiện đại. Nhiều công trình nghiên cứu của nhiều tác giả với các mục đích khác nhau đã khái quát các quy luật kết cấu rừng dưới dạng mô hình đã cho thấy mối liên hệ chặt chẽ giữa các thành phần bên trong và bên ngoài hệ sinh thái. Tuy nhiên với sự phức tạp, phong phú của hệ sinh thái rừng mưa nhiệt đới ẩm của Việt Nam, trong đó có rừng thuộc khu bảo tồn thiên nhiên Hoàng Liên - Văn Bàn, thì vấn đề nghiên cứu cấu trúc vẫn còn đang gặp nhiều khó khăn. 1.1. Trên thế giới 1.1.1. Về cơ sở sinh thái, hình thái của cấu trúc rừng mưa 1.1.1.1. Về cơ sở sinh thái cấu trúc rừng mưa Rất nhiều nhà khoa học đã dày công nghiên cứu về sinh thái, hình thái cấu trúc rừng và kết qủa đã mang lại nhiều công trình có giá trị, mà tiêu biểu là Baur G.N (1964): Cơ sở sinh thái học của kinh doanh rừng mưa, đã nghiên cứu các vấn đề kinh doanh rừng mưa, phục hồi và quản lý rừng mưa nhiệt đới. Baur G.N và Odum E.P (1971): Cơ sở sinh thái học, đã nghiên cứu các vấn đề sinh thái nói
5 chung và sinh thái trong rừng mưa làm cơ sở khoa học cho nghiên cứu cấu trúc rừng. Qua đó làm sáng tỏ khái niệm về hệ sinh thái rừng, đây là cơ sở để xem xét các nhân tố cấu trúc đứng trên quan điểm sinh thái học. 2.1.1.2. Về hình thái cấu trúc rừng mưa Rừng nhiệt đới rất phức tạp, phong phú và đa dạng. Catinot R.(1965), Plaudy J. Các tác giả đã biểu diễn hình thái cấu trúc rừng bằng những phẫu đồ ngang và đứng. Các nhân tố cấu trúc được mô tả theo các khái niệm: dạng sống, tầng phiến... Richards P.W (1952) đã phân biệt tổ thành thực vật của hai loại rừng mưa hỗn hợp có tổ thành loài cây rất phức tạp và rừng mưa đơn ưu có tổ thành loài cây đơn giản. Trong những lập địa đặc biệt thì rừng mưa đơn ưu chỉ bao gồm một vài loài cây. Những nghiên cứu về các lĩnh vực trên đã đặt nền móng cho các nghiên cứu ứng dụng sau này, tuy nhiên các kết quả trên vẫn nặng về mô tả định tính. 1.1.1.3. Về nghiên cứu đa dạng loài thực vật Về nghiên cứu thực vật thì ngay từ năm 1735, Coroius Linmaeus đã xuất bản sách phân loại động thực vật, ông đã đưa ra trật tự phân loại theo giống, họ, bộ, ngành và giới. Ngoài ra còn có những công trình có giá trị khi nghiên cứu về hệ thực vật như các cuốn Thực vật chí: HonKong (1861), Australia (1866), ấn Độ (1872-1897), Hải Nam (1972-1977), Vân Nam (1977) 1.1.1.4. Về nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng Lịch sử nghiên cứu cấu trúc rừng và các hệ thực vật trên thế giới đã có từ lâu. Những nghiên cứu về cấu trúc làm cơ sở hoàn thiện các giải pháp lâm sinh, phục vụ cho yêu cầu kinh doanh rừng vào đầu thế kỷ 20 đã được chú ý nhiều và phương pháp nghiên cứu từ mô tả định tính chuyển dần sang định lượng cùng với sự phát triển của thống kê toán học và tin học. Rollet (1971) đã vẽ hàng loạt phẫu đồ mô tả cấu trúc hình thái rừng mưa, đồng thời nghiên cứu tương quan giữa chiều cao (Hvn) và đường kính ngang ngực (D1,3), tương
6 quan giữa đường kính tán (Dt) và đường kính ngang ngực (D1,3) và mô tả chúng bằng các hàm hồi quy. Việc nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng được nhiều tác giả nghiên cứu có kết quả. Trong đó việc mô hình hóa cấu trúc đường kính ngang ngực được nhiều người quan tâm nghiên cứu và biểu diễn theo các dạng phân bố xác suất khác nhau. Có tác giả sử dụng hàm Weibull để mô hình hóa cấu trúc đường kính loài thông theo mô hình của Schumacher và Coile. Các dạng hàm khác như Pearson, Meyer, Hyperbol, hàm mũ, Poisson, Logarit… cũng được nhiều tác giả sử dụng trong nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng. Vấn đề nghiên cứu định lượng quy luật phân bố số cây theo đường kính D1,3, phân bố số cây theo chiều cao, phân chia tầng thứ được nhiều tác giả thực hiện có hiệu quả. Ngoài việc phản ánh cấu trúc nội tại của lâm phần làm căn cứ đề xuất các biện pháp kỹ thuật, còn làm cơ sở để xây dựng các phương pháp điều tra và thống kê tài nguyên rừng * Về cấu trúc tầng thứ Nghiên cứu cấu trúc tầng thứ rừng tự nhiên có nhiều ý kiến khác nhau, có tác giả cho rằng, ở kiểu rừng này chỉ có một tầng cây gỗ mà thôi. Ngược lại, có nhiều tác giả lại cho rằng, rừng lá rộng thường xanh thường có từ 3 đến 5 tầng. Richards (1939) phân rừng ở Nigeria thành 5-6 tầng. Tuy nhiên, hầu hết các tác giả khi nghiên cứu tầng thứ rừng tự nhiên đều nhắc đến sự phân tầng nhưng mới dừng lại ở mức nhận xét hoặc đưa ra những kết luận mang tính định tính; việc phân chia các tầng theo chiều cao cũng mang tính chất cơ giới, chứ chưa phản ánh được sự phân tầng phức tạp của rừng tự nhiên nhiệt đới. * Về phân bố số cây theo cỡ đường kính (N-D1,3) Phân bố số cây theo cỡ đường kính là quy luật kết cấu của lâm phần và được các nhà lâm học, điều tra rừng quan tâm. Meyer (1934) đã mô tả phân bố N-D1,3 bằng phương trình toán học có dạng đường cong giảm liên tục và được gọi là phương trình Meyer hay hàm Meyer. Tiếp đó, nhiều tác giả dùng
7 phương pháp giải tích để tìm phương trình của đường cong phân bố. Balley (1973) sử dụng hàm Weibull, Schiffel biểu thị đường cong cộng dồn phần trăm số cây bằng đa thức bậc ba. Prodan. M và Patatscase (1964), Bill và Kem K.A (1964) đã tiếp cận phân bố này bằng phương trình logarit chính thái. Diatchenko, Z.N sử dụng phân bố Gamma biểu thị phân bố số cây theo đường kính lâm phần Thông ôn đới. Đặc biệt để tăng tính mềm dẻo một số tác giả hay dùng các hàm khác, như Loetsch (1973) dùng hàm Beta để nắn các phân bố thực nghiệm, J.L.F. Batista và H.T.Z Docouto (1992) trong khi nghiên cứu 19 ô tiêu chuẩn với 60 loài của rừng nhiệt đới ở Maranhoo Brazin đã dùng hàm Weibull mô phỏng phân bố N-D. Nhiều tác giả khác dùng hàm Hyperbol, hàm Poisson, hàm Logarit chuẩn, hàm Pearson, hàm Weibull... * Về phân bố số cây theo chiều cao (N-Hvn): Phần lớn các tác giả khi nghiên cứu cấu trúc lâm phần theo chiều thẳng đứng đã dựa vào phân bố số cây theo chiều cao. Phương pháp kinh điển nghiên cứu cấu trúc đứng rừng tự nhiên là vẽ các phẫu đồ đứng với các kích thước khác nhau tuỳ theo mục đích nghiên cứu. Các phẫu đồ đã mang lại hình ảnh khái quát về cấu trúc tầng tán, phân bố số cây theo chiều thẳng đứng. Từ đó rút ra các nhận xét và đề xuất ứng dụng thực tế. Phương pháp này được nhiều nhà nghiên cứu rừng nhiệt đới áp dụng mà điển hình là các công trình của các tác giả P.W.Richards (1952), Rollet (1979). 1.1.1.5. Nghiên cứu quy luật tương quan giữa chiều cao với đường kính thân cây Qua nghiên cứu của nhiều tác giả cho thấy, chiều cao tương ứng với mỗi cỡ đường kính cho trước luôn tăng theo tuổi, đó là kết quả tự nhiên của sự sinh trưởng. Trong mỗi cỡ kính xác định, ở các tuổi khác nhau, cây rừng thuộc cấp sinh trưởng khác nhau, cấp sinh trưởng giảm khi tuổi lâm phần tăng lên, dẫn đến tỷ lệ H/D tăng theo tuổi. Từ đó, đường cong quan hệ giữa H và D có thể thay đổi dạng và luôn dịch chuyển về phía trên khi tuổi lâm phần tăng
8 lên. Tiurin D.V (1927) đã phát hiện hiện tượng này khi ông xác lập đường cong chiều cao cho các cấp tuổi khác nhau. Prodan (1965) và Dittmar.O cho rằng độ dốc đường cong chiều cao có chiều hướng giảm dần khi tuổi tăng lên. Curtis.R.O (1967) đã mô phỏng quan hệ chiều cao (H) với đường kính (D) và tuổi (A) theo dạng phương trình: Logh = d + b1 1 + b2 1 + b3 1 (1.1) d A d. A Sau đó tác giả đã nắn theo từng định kỳ 5 năm, tương ứng với định kỳ kiểm tra tài nguyên rừng Linh sam. Tại từng tuổi nhất định, phương trình có dạng: Logh = b0 + b1 1 (1.2) d Petterson.H (1955) theo Nguyễn Trọng Bình (1996), đề xuất phương trình tương quan: 1 b a + (1.3) 3 h  1,3 d Krauter. G (1958) và Tiourin. A.V (1932) nghiên cứu tương quan giữa chiều cao với đường kính ngang ngực dựa trên cơ sở cấp đất và cấp tuổi. Kết quả cho thấy, khi dãy phân hoá thành các cấp chiều cao, thì mối quan hệ này không cần xét đến cấp đất hay cấp tuổi, cũng như không cần xét đến tác động của hoàn cảnh và tuổi, vì những nhân tố này đã được phản ánh trong kích thước của cây, nghĩa là đường kính và chiều cao trong quan hệ đã bao hàm tác động của hoàn cảnh và tuổi. Tiếp theo, nhiều tác giả dùng phương pháp giải tích toán học tìm ra những phương trình Naslund.M (1929); Assmann.E (1936); Hohenadl.W (1936), Michailov.F (1934,1952); Prodan.M (1944); Krenn.K (1946); Meyer.H.A (1952)... đã đề nghị sử dụng các dạng phương trình dưới đây để mô tả quan hệ H/D
9 h = a + b1d + b2d2 (1.4) h = a + b1d + b2d2 + b3d3 (1.5) d2 h - 1,3 = (1.6) (a  bd ) 2 h = a + blogd (1.7) h = a + b1d + b2logd (1.8) h = k.db (1.9)  b    d h - 1,3 = a. e (1.10) Kennel. R (1971) cho rằng, để mô phỏng động thái đường cong chiều cao lâm phần, trước hết tìm phương trình thích hợp mô tả quan hệ Hvn với D1,3, sau đó xác lập mối quan hệ của các tham số theo tuổi. Như vậy, để biểu thị tương quan giữa chiều cao với đường kính thân cây có thể sử dụng nhiều dạng phương trình, việc sử dụng phương trình nào thích hợp nhất cho từng đối tượng, thì chưa được nghiên cứu đầy đủ. Nói chung, để biểu thị đường cong chiều cao, phương trình parabol và phương trình logarit được sử dụng nhiều hơn cả. Khi đối tượng nghiên cứu là những lâm phần chưa được tạo lập và dẫn dắt bằng một hệ thống kỹ thuật thống nhất, thì phương pháp tìm hàm toán học để mô phỏng sự phụ thuộc của chiều cao vào đường kính và tuổi sẽ không thích hợp. Khi đó nên dùng phương pháp mà Kennel gợi ý, nghĩa là tìm một dạng phương trình biểu thị mối quan hệ giữa chiều cao với đường kính, sau đó nghiên cứu xác lập mối quan hệ của các tham số phương trình trực tiếp hoặc gián tiếp theo tuổi lâm phần.
10 1.2. Ở Việt Nam 1.2.1. Về phân loại rừng phục vụ kinh doanh Về phân loại rừng, trước hết phải kể đến Loeschau (1966) đã đưa ra hệ thống phân chia trạng thái cho kinh doanh rừng hỗn giao thường xanh lá rộng nhiệt đới. Đây là hệ thống phân loại được sử dụng trong thời gian dài và phổ biến ở nước ta. Tiếp theo là Thái Văn Trừng (1978) trên quan điểm sinh thái phát sinh đã phân chia rừng Việt Nam thành 14 kiểu thảm thực vật, nhưng các đơn vị cấp thấp phục vụ cho kinh doanh lợi dụng rừng chưa được nghiên cứu đầy đủ. Các tác giả khác như Nguyễn Hồng Quân, Trương Hồ Tố, Hồ Viết Sắc (1981), Vũ Đình Huề (1980), Vũ Biệt Linh (1984) đã phân chia trạng thái rừng phục vụ công tác kinh doanh và căn cứ vào trạng thái hiện tại như: mức độ tác động, cấp năng suất, khả năng tái sinh, tình trạng đất đai. Vũ Đình Phương (1985-1988) đã đưa ra phương pháp phân chia rừng nhằm phục vụ công tác điều chế với đơn vị phân chia là lô dựa trên 5 nhân tố: nhóm sinh thái tự nhiên, giai đoạn phát triển và suy thoái của rừng, khả năng tái tạo rừng bằng con đường tái sinh tự nhiên, đặc điểm địa hình, đặc điểm thổ nhưỡng. Phùng Ngọc Lan (1986) đã nêu lên mô hình cấu trúc mẫu là mô hình có khả năng tận dụng tối đa tiềm năng của điều kiện lập địa, có sự phối hợp hài hòa giữa các nhân tố cấu trúc để tạo ra một quần thể rừng có sản lượng ổn định và chức năng ổn định, nhằm đáp ứng các mục tiêu kinh doanh nhất định. Bảo Huy (1993), Đào Công Khanh (1996), Trần Xuân Thiệp (1995), Lê Sáu (1996) đã căn cứ vào tổ thành các loài cây mục đích để phân loại rừng phục vụ cho việc xác định các biện pháp lâm sinh. 1.2.2. Về nghiên cứu quy luật cấu trúc rừng Bất kỳ một kiểu rừng nào cũng là tập hợp của các loài cây trong lâm phần. Mặc dù hiện nay còn có những cách hiểu khác nhau về khái niệm lâm phần nhưng đều thống nhất coi bộ phận cây gỗ trong lâm phần là quan trọng hơn cả.
11 Tập hợp cây rừng sinh trưởng và phát triển trên một cấp đất, hình thành một mật độ, một tàn che, tức là tạo nên một hoàn cảnh rừng, một đơn vị sinh vật học hoàn chỉnh. Trong quá trình vận động phát triển giữa các cây gỗ với nhau và giữa chúng với hoàn cảnh luôn có một mối quan hệ hữu cơ. Trong điều kiện xác định nào đó, sự liện hệ này tạo nên những quy luật gọi là cấu trúc rừng. Theo Bertram Husch cấu trúc rừng là sự sắp đặt các loài cây và kích thước của chúng trên một diện tích rừng nào đó. Nhìn nhận sự sắp xếp cây rừng theo không gian thẳng đứng sẽ thấy cấu trúc tầng thứ của lâm phần, nếu xét theo không gian nằm ngang sẽ được cấu trúc mật độ hay hình thái phân bố cây rừng trong lâm phần. Phân bố số cây theo đường kính, phân chia tầng thứ và phân bố số cây theo chiều cao. Những đặc trưng này thường được mô tả theo đơn vị lâm phần của Đồng Sĩ Hiền (1974). Theo tác giả, đó là “Tổng thể những cây hình thành một khoảnh rừng thuần nhất nhiều hay ít. Vì thế trong thực tiễn, rừng tự nhiên nhiệt đới nước ta, chỉ cần có những cây, dù khác loài, khác tuổi, mọc thành rừng, nghĩa là cùng nhau sinh trưởng trên một diện tích nào đó với một mật độ nhất định, hình thành một tán che, thì có thể tạo thành hoàn cảnh rừng và khoảnh rừng ấy hình thành một đơn vị sinh vật học, một lâm phần có quy luật xác định”. Luận điểm này đã được các nhà nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên nước ta vận dụng trong các công trình khoa học của mình. 1.2.2.1. Về cấu trúc tầng thứ Ở Việt Nam, Thái Văn Trừng (1978) đã phân chia rừng nhiệt đới nước ta thành 5 tầng: tầng vượt tán, tầng ưu thế sinh thái, tầng dưới tán, tầng cây bụi thấp, trảng cỏ và có chỉ ra độ cao giới hạn cho các tầng nhưng cũng chỉ mang tính chất định tính. Nguyễn Văn Trương (1973, 1983, 1984) khi nghiên cứu cấu trúc rừng hỗn loài cũng xem xét sự phân tầng theo hướng định lượng. Tác giả đã phân tầng theo cấp chiều cao một cách cơ giới...
12 1.2.2.2. Phân bố số cây theo cỡ đường kính (N-D1,3) Với rừng tự nhiên hỗn giao khác tuổi, từ kết quả nghiên cứu của Đồng Sĩ Hiền (1974) cho thấy, dạng tổng quát của phân bố N-D là phân bố giảm, nhưng do quá trình khai thác chọn thô không theo quy tắc, nên đường thực nghiệm thường có dạng hình răng cưa và ông đã chọn hàm Mayer để mô phỏng quy luât cấu trúc đường kính cây rừng, Nguyễn Hải Tuất (1986) sử dụng phân bố khoảng cách mô tả phân bố thực nghiệm dạng một đỉnh ở ngay sát cỡ đường kính bắt đầu đo, Bảo Huy (1993) cho rằng phân bố khoảng cách thích hợp hơn các dạng phân bố khác, Trần Văn Con (1991), Lê Minh Trung (1991), Trần Xuân Thiệp (1995), Lê Sáu (1996), Trần Cẩm Tú (1999) lại cho rằng hàm Weibull thích hợp hơn cả, Đào Công Khanh (1996) thì cho rằng dạng tần số luỹ tích thích hợp, vì biến động của đường thực nghiệm này nhỏ hơn rất nhiều so với biến động số cây hay % số cây ở các cỡ kính. Qua tham khảo các tài liệu liên quan cho thấy, việc nghiên cứu phân bố N-D trong thời gian gần đây không chỉ dừng lại ở mục đích phục vụ công tác điều tra như xác định tổng diện ngang, trữ lượng mà còn xây dựng cơ sở khoa học cho các giải pháp lâm sinh trong nuôi dưỡng rừng, làm giàu rừng. 1.2.2.3. Phân bố số cây theo cỡ chiều cao (N-Hvn) Theo nghiên cứu của Đồng Sỹ Hiền (1974) cho thấy, phân bố số cây theo chiều cao (N-Hvn) ở các lâm phần tự nhiên hay trong từng loài cây thường có nhiều đỉnh, phản ánh kết cấu phức tạp của rừng chặt chọn. Thái Văn Trừng (1978) trong nghiên cứu của mình đã đưa ra các kết quả nghiên cứu cấu trúc của tầng cây gỗ rừng loại IV. Vũ Đình Phương (1985) đã xác định phân bố N-Hvn rừng lá rộng thường xanh Kon Hà Nừng về cơ bản (14/22 ô nghiên cứu) theo kiểu Ii & IV của họ đường cong Pearson, nghĩa là có dạng đường cong một đỉnh hơi lệch. Tuy nhiên tác giả cũng cho rằng khó có thể phân thành các tầng tách biệt rõ rệt. Nhìn chung tán cây thường lấp kín ở
13 khoảng độ cao từ 10 đến 18 m, từ 20 m trở lên tán cây thưa dần và rất hiếm xuất hiện từ độ cao  30 m theo mặt cắt thẳng đứng của rừng. Bảo Huy (1993), Đào Công Khanh (1996), Lê Sáu (1996), Trần Cẩm Tú (1999), đã nghiên cứu phân bố N-Hvn để tìm tầng tích tụ tán cây. Các tác giả đều đi đến nhận xét chung là, phân bố N-Hvn có dạng một đỉnh hoặc nhiều đỉnh phụ hình răng cưa và mô tả thích hợp bằng hàm Weibull. 1.2.2.4. Tương quan giữa chiều cao với đường kính (H/D1,3) Giữa chiều cao với đường kính những cây trong lâm phần tồn tại mối liên hệ chặt chẽ. Mối liên hệ này không chỉ giới hạn trong một lâm phần mà tồn tại trong tập hợp nhiều lâm phần và khi nghiên cứu nó không cần xét đến tác động của hoàn cảnh (cấp đất) và tuổi. Nếu sắp xếp các cây trong lâm phần đồng thời vào các cỡ đường kính và chiều cao, sẽ được một bảng gọi là bảng tương quan H/D. Nếu biểu thị tương quan này lên biểu đồ, trục hoành ghi các cỡ kính, trục tung ghi chiều cao bình quân tương ứng, sẽ được một đường dích dắc, đó là cơ sở để nắn đường cong chiều cao lâm phần. Thực tiễn điều tra rừng cho thấy, có thể dựa vào quan hệ H/D xác định chiều cao tương ứng cho từng cỡ kính, mà không cần thiết đo cao toàn bộ. Tuy nhiên, về phương trình toán học cụ thể biểu thị quan hệ này lại phong phú và đa dạng. Đồng Sỹ Hiền (1974) đã sử dụng phương trình Logarit hai chiều hoặc hàm mũ để mô tả quan hệ H/D đồng thời cho thấy khả năng sử dụng một phương trình chung cho cả nhóm loài cây có tương quan H/D thuần nhất với nhau. Viện Điều tra quy hoạch rừng (1996) đã xác lập & công bố phương trình tương quan dạng lnh = a + blnd cho hàng trăm loài cây rừng tự nhiên thuộc nhiều vùng sinh thái trong cả nước. Vũ Đình Phương (1975) cho rằng, có thể lập biểu cấp chiều cao lâm phần Bồ đề tự nhiên từ phương trình Parabol bậc 2 mà không cần phân biệt cấp đất và tuổi.
14 Vũ Nhâm (1988), Phạm Ngọc Giao (1995) dùng phương trình Logarit một chiều xác lập quan hệ H/D cho các lâm phần Thông đuôi ngựa. Bảo Huy (1993), khi nghiên cứu tương quan Hvn/D của một số loài cây ưu thế: Bằng lăng, Cẩm xe, Kháo và Chiêu Liêu ở rừng rụng lá và nửa rụng lá khu vực Tây Nguyên, đã thử nghiệm bốn phương trình: h = a + bd1,3 (1.11) h = a + blogd1,3 (1.12) logh = a + blogd1,3 (1.13) logh = a + bd1,3 (1.14) Kết quả đã chọn được dạng phương trình thích hợp nhất, là phương trình (1.13) Bảo Huy (1993), Đào Công Khanh (1996), đã sử dụng phương trình (1.13) để biểu diễn quan hệ H/D cho rừng ưu thế Bằng Lăng ở Đắc Lắc và rừng tự nhiên hỗn loài ở Hương Sơn - Hà Tĩnh. Với rừng phục hồi dùng dạng phương trình nào để nghiên cứu, xem xét khả năng xác lập phương trình bình quân chung mô tả quan hệ H/D và nghiên cứu sự biến đổi của mối quan hệ này theo thời gian thì chưa được đề cập tới một cách cụ thể. Vì vậy, việc nghiên cứu vấn đề này cần được đặt ra. 1.2.2.5. Tương quan giữa đường kính tán với đường kính ngang ngực (Dt/D1,3) Vũ Đình Phương (1985) nghiên cứu quan hệ đường kính tán (Dt) với đường kính ngang ngực (D1,3) cho rừng lá rộng thường xanh Kon Hà Nừng đã kết luận: Phương trình đường thẳng bậc nhất đã mô phỏng tốt mối quan hệ này với hệ số tương quan  0,7 và tác giả đã xác lập phương trình cụ thể cho 4 loài cây: Ràng ràng, vạng, lim xanh, chò chỉ tương ứng với 3 cấp đất được phân chia nhanh cho đối tượng nghiên cứu.
15 1.3. Thảo luận Tất cả các công trình nghiên cứu về rừng tự nhiên trên thế giới và trong nước rất đa dạng và phong phú. Tất cả các công trình nghiên cứu đều có giá trị lý luận và thực tiễn ở những mức độ khác nhau và đều nhằm phục vụ cho kinh doanh, lợi dụng rừng có hiệu quả và lâu bền. Trên đây mới chỉ nêu một số nghiên cứu về phân chia trạng thái rừng, cấu trúc rừng có liên quan đến đề tài. Những vấn đề này, đặc biệt là về cấu trúc được các tác giả trong nước quan tâm nhiều hơn. Xu hướng nghiên cứu cũng ngày càng chuyển dần từ định tính sang định lượng, thiên về lý thuyết sang ứng dụng thực tế. Cũng chính từ việc đề cao ứng dụng thực tiễn mà những nghiên cứu đó đã đề cập đến nhiều khía cạnh phong phú như cấu trúc tổ thành, cấu trúc theo đường kính thân cây, cấu trúc theo chiều thẳng đứng, cấu trúc theo chiều nằm ngang. Đối tượng nghiên cứu cấu trúc của các tác giả thường chọn là các lâm phần ít bị tác động (trạng thái từ IIIb trở lên) do vậy việc định lượng hoá bằng các hàm toán học tương đối thuận tiện, với kiểu rừng thứ sinh đã bị tác động mạnh hoặc mới phục hồi (trạng thái từ IIa đến IIIa3) các quy luật dễ bị rối ren và kết quả còn nhiều khác biệt nhau giữa các tác giả là điều khó tránh khỏi. Trong trường hợp này cần thiết phải nghiên cứu đặc điểm cấu trúc cho mỗi đơn vị cụ thể mới tạo khả năng ứng dụng trong thực tiễn cho một đối tượng kinh doanh nào đó. Phần lớn các tác giả đã chú ý đến việc lựa chọn mô hình lý thuyết thích hợp để mô tả các đặc điểm của cấu trúc rừng như đã nêu ở trên. Trong đó cấu trúc N-D1,3 được quan tâm hàng đầu và sau đó đến cấu trúc N-Hvn. Từ mô hình lý thuyết thích hợp, các tác giả bằng cách này hay cách khác đã xây dựng mô hình cấu trúc mẫu làm cơ sở cho việc đề xuất biện pháp lâm sinh phù hợp với từng điều kiện và mục tiêu kinh doanh cụ thể. Cấu trúc N-Hvn là một trong những cơ sở xác định tầng tích tụ tán, từ đó có biện pháp điều tiết hợp lý.
16 Mặc dù đối tượng nghiên cứu phong phú và đa dạng, nhưng những công trình đề cập ở trên sẽ là những định hướng quan trọng cho việc giải quyết các nội dung nghiên cứu của đề tài. Qua đó, tác giả mong muốn có phần đóng góp của mình về mặt cơ sở lý luận cũng như thực tiễn để giải quyết một số vấn đề trong việc bảo vệ rừng mang tính bền vững, bảo tồn nguồn gen, bảo vệ môi trường sinh thái. Chương 2 ĐẶC ĐIỂM, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 2.1. Đặc điểm điều kiện tự nhiên 2.1.1. Tọa độ địa lý: Khu Bảo tồn thiên nhiên Hoàng Liên, Văn Bàn có toạ độ địa lý: Khoảng từ 210 25’ 00’’ đến 220 45’ 00’’ vĩ độ Bắc Khoảng từ 103040’ 00’’ đến 1040 12’ 40’’ kinh độ Đông Ranh giới: - Phía Đông giáp các xã: Nậm Chày, Dần Thàng, Minh Lương, Dương Quỳ thuộc huyện Văn Bàn, tỉnh Lào Cai. - Phía Tây giáp huyện Than Uyên tỉnh Lai Châu và huyện Mù Căng Chải - Yên Bái. - Phía Nam giáp huyện Mù Căng Chải tỉnh Yên Bái. - Phía Bắc giáp xã Bản Hồ, xã Nậm Cang huyện Sa Pa tỉnh Lào Cai. Khu vực nghiên cứu nằm trong địa phận hai xã Nậm Xé, Nậm Xây và một phần nhỏ của xã Liêm Phú Huyện Văn Bàn, (xem bản đồ 2-1).
17 Hình 2-1: Bản đồ quy hoạch khu bảo tồn thiên nhiên Hoàng Liên Văn Bàn
18 2.1.2. Địa hình Toàn bộ khu điều tra tài nguyên thực vật có địa hình núi cao, đại bộ phận cao trên 700 m so với mặt biển. Đỉnh Lang Cung (2.913m) là đỉnh núi cao nhất của khu vực nằm trên ranh giới xã Nậm Xây của huyện Văn Bàn với xã Nậm Có của Huyện Mù Cang Chải. Khu nghiên cứu là sườn Đông của dãy núi Hoàng Liên kéo dài, bắt đầu từ đỉnh Nam Kang Ho Tao ở phía Bắc, chạy theo hướng Nam đến đỉnh Phu Mang Pang rồi ngoặt về hướng Đông qua đỉnh đỉnh Lang Cung. Địa hình bị chia cắt mạnh bởi các dông núi phụ với các khe suối dốc, chạy từ trên các đỉnh dông cao phía Tây xuống. Trong khu nghiên cứu có xen kẽ một số đỉnh núi cao đơn lẻ, khá hiểm trở có độ cao dưới 2000 m. Do độ chênh cao lớn nên khu nghiên cứu có độ dốc trung bình 300-350, nhiều núi có độ đốc lớn hơn 350 rất khó đi lại. Nhìn chung địa hình khu nghiên cứu thuộc loại trung và đại địa hình vùng núi cao, có độ chênh cao trên 1000 m. Độ cao, địa hình phức tạp và bị chia cắt là yếu tố quan trọng tạo nên sự đa dạng về thực vật và hoàn cảnh cho thực vật còn tồn tại đến ngày nay mà không bị người dân phá hết. 2.1.3. Địa chất, thổ nhưỡng + Nền địa chất khu nghiên cứu có lịch sử nguồn gốc kiến tạo cuối kỷ Palacosoic, đầu kỷ Mesozoic và chịu ảnh hưởng nhiều của hoạt động tạo sản Indexin ở kỷ thứ ba, có tuổi địa chất nhỏ nên dãy núi Hoàng Liên được xem là dãy núi trẻ, đỉnh núi nhọn nhiều khe rãnh sâu vì quá trình bào mòn địa chất tự nhiên còn chưa lâu. + Đá mẹ: Trong khu nghiên cứu đá mẹ thuộc 2 nhóm chính: Đá macma axit (Macma silic và đá biến chất với các loại chính như: Granit, Gnai, Amphibolit, Filit, Đá vôi, Sa thạch, Đá Diệp Thạch. Sự đa dạng về đá mẹ đã tạo ra nhiều loại đất với nhiều chủng loại khác nhau. + Các loại đất chính trong khu vực như: